第三節(jié)牛頓運動定律的綜合應(yīng)用第三章力與運動基礎(chǔ)梳理?自學(xué)導(dǎo)引一、超重和失重1.視重：當(dāng)物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時,彈簧測力計或臺秤的____稱為視重,視重大小等于測力計所受物體的____或臺秤所受物體的____.示數(shù)拉力壓力2.超重、失重和完全失重的比較超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重概念物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?____

物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_____

物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锏睦?______

的現(xiàn)象產(chǎn)生條件物體的加速度方向_________物體的加速度方向__________物體的加速度方向________,大小等于g大于小于等于零豎直向上豎直向下豎直向下超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重列原理式F－mg＝maF＝m(g＋a)mg－F＝maF＝m(g－a)mg－F＝maF＝0運動狀態(tài)加速上升、減速下降加速下降、減速上升無阻力的拋體運動情況二、動力學(xué)中的臨界問題1.臨界問題臨界問題是指物體的運動性質(zhì)發(fā)生___,要發(fā)生而尚未發(fā)生改變時的狀態(tài).此時運動物體的特殊條件稱為_________.突變臨界條件2.常見臨界條件本章中常出現(xiàn)的臨界條件為：(1)地面、繩子或桿的彈力為零；(2)相對靜止的物體間靜摩擦力達到最大,通常在計算中取最大靜摩擦力____滑動摩擦力.等于要點透析?直擊高考一、對超重、失重的理解1.不論超重、失重或完全失重,物體的重力并沒改變,只是“視重”大于重力或小于重力.“超”和“失”的多少取決于物體的質(zhì)量和物體在豎直方向的加速度,其大小為ma.2.如果物體的加速度不是豎直方向,但只要其加速度在豎直方向上有分量即ay≠0,物體就會出現(xiàn)超重或失重狀態(tài).當(dāng)ay方向豎直向上時,物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay方向豎直向下時,物體處于失重狀態(tài).3.盡管整體沒有豎直方向的加速度,但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度,整體也會出現(xiàn)超重或失重狀態(tài).4.在完全失重狀態(tài)下,由于重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存在了.例如,物體對水平支持面沒有壓力,對豎直懸線沒有拉力,不能用天平測物體的質(zhì)量,液柱不產(chǎn)生壓強,在液體中的物體不受浮力等等.特別提醒：(1)由物體處于失重或超重狀態(tài)，可判斷加速度的方向為向下或向上，但并不能確定物體的速度方向.(2)如果系統(tǒng)內(nèi)有的物體向上加速，有的物體向下加速，此時可考慮整體質(zhì)心加速度的方向，來判斷系統(tǒng)是處于失重還是超重.即時應(yīng)用1.(2012·山東東營模擬)在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計,電梯靜止時,曉敏同學(xué)站在體重計上,體重計示數(shù)為50kg,電梯運動過程中,某一段時間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖3－3－1所示.在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是(

)圖3－3－1A.曉敏同學(xué)所受的重力變小了B.曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C.電梯一定在豎直向下運動D.電梯的加速度大小為g/5,方向一定豎直向下解析：選D.曉敏在這段時間內(nèi)處于失重狀態(tài),是由于曉敏對體重計的壓力變小了,而曉敏的重力沒有改變,A錯誤；曉敏對體重計的壓力與體重計對曉敏的支持力是一對作用力與反作用力,大小一定相等,B錯誤；以豎直向下為正方向,有：mg－F＝ma,即50g－40g＝50a,解得a＝g/5,方向豎直向下,但速度方向可能是豎直向上,也可能是豎直向下,C錯誤,D正確.二、應(yīng)用牛頓第二定律的步驟和思維方法1.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)明確研究對象.根據(jù)問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體.(2)分析物體的受力情況和運動情況.畫好受力分析圖,明確物體的運動性質(zhì)和運動過程.(3塊)選取皂正方纖向或侄建立吩坐標(biāo)扯系.通常吩以加味速度趟的方撫向為告正方午向或候以加坡速度滑方向塘為某貢一坐戰(zhàn)標(biāo)軸篇的正寸方向.(4盼)求合段外力F合.(5覺)根據(jù)裙牛頓舒第二姻定律F合＝ma列方睡程求尚解,必要陷時還慈要對坑結(jié)果贏進行裙討論.特別樹提醒：(1)物體犁的運發(fā)動情忠況是淡由所稼受的蜘力及頸物體騾運動直的初暢始狀干態(tài)共災(zāi)同決悟定的.(2)無論資是哪談種情感況，加加速孕度都夏是聯(lián)家系力請和運鐘動的“橋梁”.2.應(yīng)用近牛頓悉第二躺定律亂解題湊的思環(huán)維方漢法(1描)整體漏法和飾隔離隔法確定瞞研究叛對象詳?shù)淖钤V常用真方法藏是整嫁體法舒和隔仆離法,整體軍法是攪把系赴統(tǒng)中足的幾洲個物彩體作付為一新個物本體來急處理,而隔辯離法票是把莖一個做系統(tǒng)(或一奪個物匹體)分為戶幾個仙部分策來處依理.通常飾情況兵下,當(dāng)把拌該定坐律應(yīng)竟用于酸單一笛物體,或者曾是各卻個部線分加億速度染完全曠相同躬的某降系統(tǒng)棟時,定律肅的含蔬義并莊不難寒理解攔：m為物雨體或悅系統(tǒng)暑的質(zhì)晚量,F為物叮體或聞系統(tǒng)賀所受黑到的壤所有握外力卸的矢掘量和,而a則為慨物體侮或系鼓統(tǒng)的餅加速霜度.若將災(zāi)定律勤直接述應(yīng)用綱于各贈個部驅(qū)分加填速度賢并不瓜完全萌相同疏的某愧系統(tǒng)勤時,定律卻的表劃現(xiàn)形丑式為∑Fi＝∑miai；mi為系寇統(tǒng)各興部分希的質(zhì)哨量,∑Fi為系樂統(tǒng)各凡部分境所受猴到的漫來自構(gòu)系統(tǒng)震外部暢物體隊所施劫加的鴉力的樸矢量懼和,而ai則分助別為早系統(tǒng)撲各部澆分的赴不盡閥相同粒的加約速度.(2輛)合成編法、模分解涌法與鋒正交近分解浮法若研勾究對求象在卵不共鑄線的飄兩個聾力作棄用下而做加永速運虧動,一般達根據(jù)揮平行領(lǐng)四邊洲形定借則(或三兵角形形定則)用合姥成法刃或分報解法刮解題.若研阿究對誰象在照不共雕線的菊三個滔以上才的力承作用熊下做紡加速壇運動,一般倡用正吼交分叔解法輪解題.通常名有兩瓣種方梅法：①分辱解力歪而不鳳分解謎加速碎度.通常劃以加碗速度a的方姓向為x軸正寬方向閱建立昆直角貨坐標(biāo)罩系,將物們體所芳受的炒各個織力分出解在x軸和y軸上,分別泳求得x軸和y軸上童的合蘇力Fx合和Fy合.各個腹方向肌上的袖力分允別產(chǎn)慘生各棄自的筆加速帖度,列方?jīng)龀探M供求解.②分袍解加梅速度.若物燭體受出幾個靜互相菜垂直淹的力蘭作用,應(yīng)用幼牛頓并運動即定律貸求解緞時,若分狐解的幕力太頁多,可根孫據(jù)物痰體受痰力情伙況,使盡農(nóng)可能繳多的常力位退于兩額坐標(biāo)幣軸上施而分蛇解加抹速度a,得ax和ay,根據(jù)梯牛頓乎第二騙定律切列方文程組晶求解.(3過)分段獄法當(dāng)研壞究對給象在售研究叼過程撤的不琴同階淺段受搖力情象況有康變化命時,那就赤必須家分階因段進貫行受尚力分產(chǎn)析,分階沿段列莫方程卡求解.即時序應(yīng)用2.如圖3－3－2所示,在箱禿內(nèi)傾朗角為α的固結(jié)定光賽滑斜甜面上牧用平冬行于怕斜面驅(qū)的細邁線固什定一降質(zhì)量毒為m的木座塊.求：(1史)箱以姓加速刊度a勻加倘速上饅升；(2買)箱以蝴加速放度a向左亦勻加老速運畜動(且與掙木塊辰相對尼靜止)時,線對金木塊長的拉陡力F1和斜嬸面對瞧木塊銷的支瞇持力F2各為呆多大航？圖3－3－2解析春：(1種)a向上遞時,由于丑木塊勿受的絞合外喬力豎廉直向窄上,重力纏豎直物向下,所以F1、F2的合扎力F必然惡豎直延向上.如圖馬甲所謊示,由牛違頓第俯二定突律得F－mg＝ma,則F＝m(g＋a).再由F1＝Fsi墓nα和F2＝Fco貨sα求解,得到F1＝m(g＋a)s貿(mào)inα,F2＝m(g＋a)c徹osα.(2醫(yī))a向左維時,木塊皆受到待的三施個力蚊都不架和加旗速度扔在一換條直既線上,必須卸用正貧交分城解法.可選偵擇沿交斜面定方向束和垂饞直于忌斜面頓方向哄進行元正交攪分解(同時眨正交疤分解a),如圖完乙所越示,然后陡分別亂沿x、y軸列沾方程朋求F1、F2.F1＝m(gsi塌nα－aco毯sα),F2＝m(gco賣sα＋asi腫nα).答案男：見員解析題型探究?解碼命題題型1超重晚和失宅重現(xiàn)因象的弊考查(2派01忘2·三明撫質(zhì)檢)某位輝同學(xué)左為了堡研究棚超重匹和失知重現(xiàn)殼象,將重柴為50偏N的物竄體帶窯到電療梯中,并將史它放剖在水領(lǐng)平放殼置的為傳感善器上,電梯村由起栽動到晴停止罵的過是程中,例1測得膀重物竹的壓伯力隨墳時間崇變化鄰的圖場象如躬圖3－3－3所示.設(shè)在t1＝2隊s和t2＝8喝s時電額梯的攻速度臺分別饅為v1和v2,下列墨判斷哈正確耗的是()圖3－3－3A.電梯饒上升除了,v1>v2B.電梯攔上升戀了,v2>v1C.電梯背下降校了,v1>v2D.電梯樂下降鍵了,v2>v1【思路湯點撥】根據(jù)F-t圖象株的信孕息,結(jié)合廈運動禽過程凡的v-t圖象鬧分析.【解析】由圖專象可肚知,物體銷先處竹于超榴重狀野態(tài)(加速愁上升朱或減四速下旅降),考慮矮到電棉梯由摘起動萍開始,故可武以判你斷電沿梯加矩速上剃升；銅由壓極力隨梳時間艘變化和的圖條象可艘知其v-t圖象稱如圖3－3－4所示,可知v2>v1.圖3－3－4【答案】B【規(guī)律雞總結(jié)】研究穗超重掉、失蘿重問多題要飾注意龜區(qū)分“視重”和“實重”兩個禮概念,涉及等物體綠速度謎、位嶄移等箱問題歲時可搭借助v-t圖象輝或運續(xù)動學(xué)音方程熄分析.題型2動力路學(xué)的要極值究、臨君界問羞題(2小01蹄2·福州貪調(diào)研)一個蜻質(zhì)量斜為0.噸2禍kg的小潮球用副細繩衛(wèi)吊在賺底角θ＝53推°的斜厲面頂窗端,如圖3－3－5所示.斜面償靜止溉時,球緊重靠在癥斜面母上,繩與就斜面落平行,不計拳摩擦,當(dāng)斜使面以10衰m欲/s2的加取速度疫向左屋做加浴速運刪動時,求繩遮子的劈燕拉力勉及斜側(cè)面對區(qū)小球鞠的彈辛力.(g取10老m傍/s2)例2圖3－3－5【思路往點撥】當(dāng)斜略面向撥左做罩加速通運動供時,若加墻速度核較小,可能煌會出販現(xiàn)什儀么情腹況？皆若加陜速度填較大,可能宋會出固現(xiàn)什拳么情氣況？粥若加順?biāo)俣然^適作中時,又會場出現(xiàn)廊什么庸情況故？【解析】令小鋪球處困在離困開斜漢面的戴臨界辟狀態(tài)(N剛好非為零)時,斜面瀉向左炎的加饑速度倍為a0,此時沖對小礦球進爛行受耀力分思析,有mgco兼tθ＝ma0所以a0＝gco苦tθ＝7.牙5赤m/辭s2因為a＝10型m爹/s2>a0,所以沒小球霜離開吉斜面(如圖3－3－6所示)而向砌左加需速.【答案】2.蟻83吳N0【規(guī)律蚊總結(jié)】解決手臨界楚和極扒值問待題時,首先藥做好鮮受力乓分析,利用策極限鈴法將壁某一匆物理舟量推壟到極味大或崖極小,找出叨臨界毅狀態(tài),再根抗據(jù)?？D運今動定編律分掀析求勿解.題型3動力壇學(xué)的犁多過恭程問厲題(滿分聰樣板14分)一名嚴消防接員在寬模擬持演習(xí)餓訓(xùn)練廟中,沿著患長為12炸m的豎亂直立索在地勞面上作的鋼內(nèi)管往謀下滑,這名頑消防劍員質(zhì)青量為60莊k就g,他從閘鋼管份頂端慚由靜攏止開項始先親勻加撇速再校勻減千速下依滑,滑到斧地面沉?xí)r速酷度恰拋好為椒零,如果牽加速罪下滑綁時加師速度沙的大情小是易減速黑下滑茅時加僚速度螺大小告的兩蒙倍,例3下滑夕的總攜時間撐是3值s,取g＝10幕m手/s2.求：(1找)該消丘防員橡下滑皮過程僵中的匙最大弦速度向為多趣少？(2掀)加速班下滑五和